(57)【要約】【課題】被検面へ向かう測定光の光束範囲を制限する開口部を測定光の光束中において順次移動させ、測定光の照射領域から反射された被検面光のアライメント光像の形成位置に基づき被検面の傾き調整を行ない、領域別干渉縞を順次得ることによって、被検面の測定領域全域の形状測定を容易かつ安定して実施できるようにする。【解決手段】測定光の照射領域が被検面２７ａの略全域に亘って順次転位するように開口部２６を移動させる。移動ごとに、被検面光のアライメント光像の形成位置に基づき被検面２７ａの傾き調整を行なうとともに、これにより得られた領域別干渉縞に基づき被検面２７ａの各領域別形状を順次求める。求められた各領域別形状を開口合成法により繋ぎ合わせて、被検面２７ａの測定領域全域の形状を得る。【選択図】          図１
2005147870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面および被検面に測定光を照射して該基準面から反射された参照光と該被検面から反射された被検面光との光干渉により生じる干渉縞を得る干渉光学系と、前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整するアライメント機構と、前記参照光および前記被検面光の各アライメント光像を得るアライメント光学系とを備えた干渉計装置を用いて、迂曲した前記被検面の略全域の形状を求める迂曲面の光波干渉測定方法において、
前記被検面へ向かう前記測定光の光束範囲を制限する開口部を該測定光の光束中に配置して該被検面の所定の部分領域のみに該測定光を照射する測定光照射制限手順と、
前記測定光の照射領域から反射され前記開口部を通過した前記被検面光の前記アライメント光像の形成位置を前記アライメント光学系の撮像面に対応した座標系上において求め、該形成位置に基づき前記照射領域の前記基準面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定手順と、
前記傾斜角度が略０度となるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記照射領域に対応した領域別干渉縞を発生させる領域別干渉縞発生手順と、
前記領域別干渉縞に基づき前記照射領域の形状を求める領域別縞解析手順と、
前記照射領域が前記被検面の略全域に亘って順次転位するように、かつ各照射領域の互いに隣接する部分が一部重なるように前記開口部を移動させる開口部移動手順と、
前記照射領域が転位する度に前記傾斜角度算定手順、前記領域別干渉縞発生手順および前記領域別縞解析手順を実施して求められた前記被検面の各領域別形状を、開口合成法により繋ぎ合わせて前記被検面の測定領域内における略全域の形状を求める被検面全域形状解析手順とを実施することを特徴とする迂曲面の光波干渉測定方法。
【請求項２】
基準面および被検面に測定光を照射して該基準面から反射された参照光と該被検面から反射された被検面光との光干渉により生じる干渉縞を得る干渉光学系と、前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整するアライメント機構と、前記参照光および前記被検面光の各アライメント光像を得るアライメント光学系とを備えた干渉計装置において、
前記被検面の所定の部分領域のみに前記測定光が照射されるように該被検面へ向かう該測定光の光束範囲を制限する開口部を、該測定光の光束中において移動可能に保持する開口部移動機構と、
前記測定光の照射領域から反射され前記開口部を通過した前記被検面光の前記アライメント光像の形成位置を前記アライメント光学系の撮像面に対応した座標系上において求め、該形成位置に基づき前記部分領域の前記基準面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定手段と、
前記傾斜角度が略０度となるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記照射領域に対応した領域別干渉縞を発生させる領域別干渉縞発生手段と、
前記領域別干渉縞に基づき前記照射領域の形状を求める領域別縞解析手段と、
前記照射領域が前記被検面の略全域に亘って順次転位するように、かつ各照射領域の互いに隣接する部分が一部重なるように前記開口部を移動させる開口部移動制御手段と、
前記照射領域が転位する度に前記傾斜角度算定手段、前記領域別干渉縞発生手段および前記領域別縞解析手段の各処理を実施させて前記被検面の各領域別形状を順次求めるとともに、開口合成法によりこれら各領域別形状を繋ぎ合わせて前記被検面の測定領域内における略全域の形状を求める被検面全域形状解析手段とを備えてなることを特徴とする迂曲面測定用の干渉計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、迂曲した被検面の形状を略全域に亘って測定するための迂曲面の光波干渉測定方法および迂曲面測定用の干渉計装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検面が干渉計装置の１回の測定可能範囲より大きい場合に用いられる技術として開口合成法が知られている。この方法は、隣接する部分が一部重なるような複数の小領域に被検面を分割してこの小領域ごとに測定を行ない、それぞれの測定結果をデータ処理した後、各測定結果を繋ぎ合せることによって被検面の全体形状を求める方法であり、対象となる被検面の形状やデータの処理方法の違いにより種々の開口合成法が提案されている（下記特許文献１〜３参照）。
【０００３】
また、基準面および被検面をアライメントするためのアライメント光学系を備えた干渉計装置が知られている。アライメント光学系は、基準面および被検面で反射される測定光の戻り光をそれぞれアライメント光像（どちらも点状となる）として集光させるように構成されており、２つのアライメント光像が互いに一致するように被検面の傾きを調整することによって基準面および被検面を容易にアライメントすることが可能となる。
【０００４】
このようなアライメント光学系においては、被検面の面精度が低いと被検面からの戻り光のアライメント光像が拡がって点状に集光されない場合がある。従来、被検面に向かう測定光の光束範囲を制限する開口部を設けることにより、面精度が低い被検面からの戻り光のアライメント光像を点状に集光させる技術が知られている（下記特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６２２１４号公報
【特許文献２】特開平８−２１９７３７号公報
【特許文献３】特開平１０−３３２３５０号公報
【特許文献４】特開平８−６１９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、被検面の起伏が大きかったり波状にうねっていたりするような場合には、被検面全域に平均的に干渉縞が発生するように基準面および被検面をアライメントしても、基準面に対する傾きが被検面の一部領域で急峻となるため、その急峻な部分に関しては発生する干渉縞の密度が高くなりすぎて撮像手段で解像可能な干渉縞が得られないことがある。このような急峻なうねりを持った（以下「迂曲した」ということがある）被検面を略全域に亘って測定するためには、基準面に対する被検面の傾きを何回か変えて被検面を撮像手段で解像可能な干渉縞が得られる程度の領域別に測定し、得られた各測定結果を開口合成法により繋ぎ合せることが必要となる。
【０００７】
これまで、放物面や球面のように被検面全域の傾斜角度分布が予め分かるような場合には、傾斜角度分布に応じて被検面の傾きを順次変えていくことにより、被検面全域の形状測定を行なうことが可能であった。しかし、被検面全域の傾斜角度分布を事前に知ることができないような迂曲形状の場合には、被検面の傾き調整はオペレータの経験に基づく判断に頼らざるを得なかった。このため、安定した測定結果が得られない、オペレータに多くの負担を強いる、測定時間が長くなるなどの問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、迂曲した被検面を略全域に亘って容易に測定することができ、かつ安定した測定結果が得られる迂曲面の光波干渉測定方法および迂曲面測定用の干渉計装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係る迂曲面の光波干渉測定方法は、
基準面および被検面に測定光を照射して該基準面から反射された参照光と該被検面から反射された被検面光との光干渉により生じる干渉縞を得る干渉光学系と、前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整するアライメント機構と、前記参照光および前記被検面光の各アライメント光像を得るアライメント光学系とを備えた干渉計装置を用いて、迂曲した前記被検面の略全域の形状を求める迂曲面の光波干渉測定方法において、
前記被検面へ向かう前記測定光の光束範囲を制限する開口部を該測定光の光束中に配置して該被検面の所定の部分領域のみに該測定光を照射する測定光照射制限手順と、
前記測定光の照射領域から反射され前記開口部を通過した前記被検面光の前記アライメント光像の形成位置を前記アライメント光学系の撮像面に対応した座標系上において求め、該形成位置に基づき前記照射領域の前記基準面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定手順と、
前記傾斜角度が略０度となるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記照射領域に対応した領域別干渉縞を発生させる領域別干渉縞発生手順と、
前記領域別干渉縞に基づき前記照射領域の形状を求める領域別縞解析手順と、
前記照射領域が前記被検面の略全域に亘って順次転位するように、かつ各照射領域の互いに隣接する部分が一部重なるように前記開口部を移動させる開口部移動手順と、
前記照射領域が転位する度に前記傾斜角度算定手順、前記領域別干渉縞発生手順および前記領域別縞解析手順を実施して求められた前記被検面の各領域別形状を、開口合成法により繋ぎ合わせて前記被検面の測定領域内における略全域の形状を求める被検面全域形状手順とを実施することを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記課題を解決するため本発明に係る迂曲面測定用の干渉計装置は、
基準面および被検面に測定光を照射して該基準面から反射された参照光と該被検面から反射された被検面光との光干渉により生じる干渉縞を得る干渉光学系と、前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整するアライメント機構と、前記参照光および前記被検面光の各アライメント光像を得るアライメント光学系とを備えた干渉計装置において、
前記被検面の所定の部分領域のみに前記測定光が照射されるように該被検面へ向かう該測定光の光束範囲を制限する開口部を、該測定光の光束中において移動可能に保持する開口部移動機構と、
前記測定光の照射領域から反射され前記開口部を通過した前記被検面光の前記アライメント光像の形成位置を前記アライメント光学系の撮像面に対応した座標系上において求め、該形成位置に基づき前記部分領域の前記基準面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定手段と、
前記傾斜角度が略０度となるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記照射領域に対応した領域別干渉縞を発生させる領域別干渉縞発生手段と、
前記領域別干渉縞に基づき前記照射領域の形状を求める領域別縞解析手段と、
前記照射領域が前記被検面の略全域に亘って順次転位するように、かつ各照射領域の互いに隣接する部分が一部重なるように前記開口部を移動させる開口部移動制御手段と、
前記照射領域が転位する度に前記傾斜角度算定手段、前記領域別干渉縞発生手段および前記領域別縞解析手段の各処理を実施させて前記被検面の各領域別形状を順次求めるとともに、開口合成法によりこれら各領域別形状を繋ぎ合わせて前記被検面の測定領域内における略全域の形状を求める被検面全域形状解析手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る迂曲面の光波干渉測定方法によれば、上記手順を実施することにより、迂曲した被検面を略全域に亘って容易に測定することが可能となるとともに安定した測定結果を得ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る迂曲面測定用の干渉計装置によれば、上記構成を備えていることにより、迂曲した被検面を略全域に亘って自動的に測定することが可能となるとともに安定した測定結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
〈迂曲面測定用の干渉計装置〉
まず図１および図２に基づいて、本発明の一実施形態に係る迂曲面測定用の干渉計装置の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る迂曲面測定用の干渉計装置の概略構成図、図２は図１に示すコントローラの概略構成図である。なお、以下の説明では、図１における紙面内での水平方向をＸ方向と称するとともに、紙面内でＸ方向に垂直な方向をＺ方向、紙面に垂直な方向をＹ方向と称する。
【００１５】
図１に示す干渉計装置１０は、レーザー光源等の可干渉距離の長い光源１１を搭載したフィゾー型の干渉計装置であり、光源１１から射出された光の進む順に、拡大レンズ１３、ビームスプリッタ１５，１７、コリメータレンズ１９、および基準板２１を備えている。なお、図示されていないが基準板２１には、干渉計装置１０の光軸（不図示）に対する基準板２１の傾斜角度を調整するための基準板アライメント機構と、基準板２１を光軸方向に微動させるためのフリンジスキャンアダプタが設けられている。
【００１６】
被検体２７は迂曲した被検面２７ａを有しており、被検面２７ａが基準板２１の基準面２１ａと対向するように、また基準面２１ａと被検面２７ａとの間に所定の間隔が空くようにして、載置ステージ２９上に載置されている。
【００１７】
なお、本実施形態においては、「迂曲した被検面」を次のように規定する。すなわち、被検面の全域に平均的に干渉縞が発生するように基準面と被検面をアライメントした場合において、撮像素子（例えば、ＣＣＤ）上に結像された被検面の干渉縞画像にその撮像素子で解像可能な干渉縞の領域と共に、解像できない程度に細かい干渉縞の領域が現れるような被検面を、迂曲した被検面と称する。なお、撮像素子で解像できない程度に細かい干渉縞の領域とは、撮像素子が一般的なＣＣＤである場合、およそ３画素中に縞が１本以上発生してサンプリング定理を満たすだけの標本点が得られないような領域を意味する。
【００１８】
また、基準面２１ａと被検面２７ａとの間には、被検面２７ａへ向かう測定光の光束範囲を制限する矩形の開口部２６を備えた遮光板２５が、被検面２７ａに接触しない程度に接近した状態で透過型ＸＹステージ２３により保持されている。透過型ＸＹステージ２３はＸＹ平面（ＸおよびＹ方向に延びる平面）に沿って遮光板２５（開口部２６）を移動させるように構成されており、遮光板２５は開口部２６を通過した測定光が被検面２７ａの所定の部分領域のみに照射されるように構成されている。また、透過型ＸＹステージ２３は２つのアクチュエータ２４（一方のみ図示）によって駆動されるように構成されており、各アクチュエータ２４はドライバ５１からの出力信号に基づき駆動されるようになっている。干渉計装置１０では、これら透過型ＸＹステージ２３，アクチュエータ２４および遮光板２５によって開口部移動機構が構成されている。
【００１９】
上記載置ステージ２９は被検面２７ａのアライメント機構を構成する２段重ねのスイベルステージ３１，３３によって保持されており、２つのスイベルステージ３１，３３はＸＹステージ３５を介して設置盤３７上に配置されている。スイベルステージ３１はＸＺ平面（ＸおよびＺ方向に延びる平面）に沿って回動することにより、またスイベルステージ３３はＹＺ平面（ＹおよびＺ方向に延びる平面）に沿って回動することにより、基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢をそれぞれ変更するように構成されている。また、ＸＹステージ３５は上記ＸＹ平面に沿って被検面２７ａを移動させるように構成されており、スイベルステージ３１，３３により傾き調整された際に生じる被検面２７ａの基準面２１ａに対するＸＹ平面内の位置ずれを微調整できるようになっている。
【００２０】
なお、スイベルステージ３１，３３は各アクチュエータ３２（一方のみ図示）によって、ＸＹステージ３５は各アクチュエータ３６（一方のみ図示）によってそれぞれ駆動されるように構成されており、アクチュエータ３２および３６はドライバ５３および５５からの出力信号に基づきそれぞれ駆動されるようになっている。また、スイベルステージ３１，３３の各回動中心は、被検面２７ａの略中央部において互いに略重なるように構成されている。
【００２１】
また、干渉計装置１０は、基準面２１ａから反射された参照光と被検面２７ａから反射された被検面光との干渉により生じる干渉縞の画像を得るための撮影レンズ４３および撮像カメラ４５と、参照光および被検面光の各アライメント光像を得るための結像レンズ３９および面センサ４１と、傾斜角度算定手段，領域別干渉縞発生手段，領域別縞解析手段，開口部移動制御手段および被検面全域形状解析手段としての各種演算を実行するコンピュータを含むコントローラ５０とを備えている。なお、コンピュータ内のメモリに格納されたプログラムによって上記５つの手段が構成されている。
【００２２】
また、図２に示すように上記コントローラ５０は、後述する測定光照射制限手順および開口部移動手順を実施するための開口部移動制御部５２と、傾斜角度算定手順，領域別干渉縞発生手順，領域別縞解析手順，被検面全域形状解析手順をそれぞれ実施するための傾斜角度算定部５４，領域別干渉縞発生指示部５６，領域別縞解析部５８，被検面全域形状解析部６０を備えている。なお、傾斜角度算定部５４，領域別縞解析部５８および被検面全域形状解析部６０は、傾斜角度算定手段，領域別縞解析手段および被検面全域形状解析手段をそれぞれ構成しており、開口部移動制御部５２は、ドライバ５１と共に開口部移動制御手段を構成している。また、領域別干渉縞発生指示部５６は、スイベルステージ３１，３３，アクチュエータ３２，ドライバ５３と共に、領域別干渉縞発生手段を構成している。
【００２３】
干渉計装置１０においては、光源１１から射出された光が拡大レンズ１３により発散されてビームスプリッタ１５，１７を透過する。ビームスプリッタ１７を透過した発散光はコリメータレンズ１９に入射され、コリメータレンズ１９により平行光に変換されて射出される。コリメータレンズ１９から射出された平行光（測定光）は、基準板２１の基準面２１ａでその一部が参照光として再帰反射されるとともに、基準板２１を通過した残りが被検体２７の被検面２７ａに向かう。被検面２７ａに向かう測定光は遮光板２５の開口部２６により通過光束を制限されたのち被検面２７ａの所定の部分領域に照射される。測定光の照射領域（上記部分領域）から反射された光は被検面光として少なくともその一部が基準板２１を透過し、基準面２１ａから反射された参照光と共に入射光路を逆行し、コリメータレンズ１９を透過して集光されビームスプリッタ１７に入射される。
【００２４】
ビームスプリッタ１７に入射された参照光および被検面光の一部はハーフミラー面１７ａを透過してビームスプリッタ１５に達し、その一部がハーフミラー面１５ａで直角に反射され、結像レンズ３９により面センサ４１の撮像素子（ＣＣＤ）上に参照光および被検面光の各アライメント光像を形成する。その後に、詳しくは後述するように、被検面光のアライメント光像の形成位置に基づき、測定光が照射された部分領域の基準面２１ａに対する傾斜角度が求められ、この傾斜角度が略０度となるように被検面２７ａの傾き姿勢が調整される。
【００２５】
一方、ビームスプリッタ１７に入射された参照光および被検面光の残りはハーフミラー面１７ａで直角に反射され、被検面２７ａの傾き姿勢調整後においては撮影レンズ４３により撮像カメラ４５の撮像素子（ＣＣＤ）上に被検面２７ａの上記部分領域が結像され、この部分領域に対応した領域別干渉縞が得られる。このように干渉計装置１０では、ビームスプリッタ１７、コリメータレンズ１９、基準板２１、撮影レンズ４３、撮像カメラ４５等により干渉光学系が構成され、ビームスプリッタ１５、コリメータレンズ１９、基準板２１、結像レンズ３９、面センサ４１等によりアライメント光学系が構成されている。
【００２６】
なお、上記開口部２６の大きさは次の条件を満たす大きさに設定される。すなわち、被検面２７ａの上記部分領域から反射された被検面光の少なくとも一部が開口部２６を通過し、面センサ４１上に点状のアライメント光像を形成し得る大きさであることである。また、上記部分領域が基準面２１ａに対して略平行となるように被検面２７ａを傾き調整することによって、上記部分領域に対応した領域別干渉縞（ただし、その略全域においてサンプリング定理を満たし解像可能であるもの）が上記開口部２６を通して観察され得る大きさであることである。通常は、１枚のアルミニウム等の金属板にこのような条件を満たす大きさの開口部２６を設けて、表面に黒処理を施したものを遮光板２５としている。しかし、このような遮光板２５では、迂曲具合の異なる多くの被検面２７ａを測定するためには開口寸法の異なる数多くの遮光板２５を使用しなければならない。そこで、このような場合には、２枚のＬ字型の黒処理された板の一方を板の面内で１８０度回転させた状態で組合せ、２枚の板を相対的にスライドさせることで開口寸法を任意に変更する等の可変開口型遮光板を使ってもよい。
【００２７】
また、このように開口寸法を設定された開口部２６であっても、その配置によっては、迂曲した被検面２７ａの上記部分領域から反射された被検面光が遮光部分に到達してしまい開口部２６を通過できず、面センサ４１上に上記部分領域のアライメント光像を結ぶことができないことや、前記領域別干渉縞画像上に開口部２６から発生する回折光のノイズが重畳してしまい前記領域別縞解析手順以降の作業手順が行なえないことがある。被検面２７ａ上に開口部２６がある場合は、部分領域からの反射光は必ず開口部２６を通過できるし、撮影レンズ４３の焦点を被検面２７ａに合わせることから開口部２６にも焦点が合い開口部２６からの回折光の影響はなくなる。すなわち、開口部２６の配置によって生じる不具合の影響を最小とするために、開口部２６（遮光板２５）は被検面２７ａになるべく近接した位置に配置することが望ましい。
【００２８】
また、干渉計装置１０では、開口部２６の測定光束中での位置を順次転位させ、転位させる度に、開口部２６を通過した被検面光のアライメント光像に基づき測定光の照射領域の基準面２１ａに対する傾斜角度を求め、この傾斜角度に基づき被検面２７ａの傾き姿勢を順次変えることによって、被検面２７ａの各照射領域に対応した解像可能な干渉縞を得るようになっている。得られた領域別干渉縞はコントローラ５０において縞解析されるとともに、隣接して互いに重なり合う部分に関しては開口合成法を用いて繋ぎ合わされ、これにより被検面２７ａの略全域の形状が求められる。また、得られた干渉縞の画像や各アライメント光像の画像、被検面２７ａの形状解析結果等は画像表示装置５７の画面上に表示されるとともに、測定範囲の指定や表示画像の選択などの指示をキーボード、マウス等の入力装置５９を介してオペレータが行なえるようになっている。
【００２９】
〈迂曲面の光波干渉測定方法〉
次に、本発明の一実施形態に係る迂曲面の光波干渉測定方法（以下「本実施形態方法」と称することがある）について説明する。本実施形態方法の要部は、以下に説明する測定光照射制限手順，傾斜角度算定手順，領域別干渉縞発生手順，領域別縞解析手順，開口部移動手順および被検面全域形状解析手順により構成される。
【００３０】
図３は本実施形態方法の傾斜角度算定手順を例示する図、図４は領域別干渉縞画像の一例を示す図、図５は本実施形態方法の開口部移動手順を例示する図である。なお、本実施形態方法は上述した干渉計装置１０により実行されるもので、被検体２７は矩形状の被検面２７ａを有するものとする。
【００３１】
（測定光照射制限手順）
この測定光照射制限手順は、被検面２７ａへ向かう測定光の光束範囲を制限する開口部２６を測定光の光束中に配置して被検面２７ａの所定の部分領域のみに測定光を照射するものである。上記干渉計装置１０においてこの測定光の照射制限は、開口部移動制御部５２からの指令によりドライバ５１から駆動信号が出力されてアクチュエータ２４が駆動され、このアクチュエータ２４により透過型ＸＹステージ２３が駆動されて遮光板２５の開口部２６が測定光束中の所定位置に配置されることにより実行される。
【００３２】
（傾斜角度算定手順）
この傾斜角度算定手順は、測定光が照射された被検面２７ａの部分領域（照射領域）から反射され開口部２６を通過した被検面光のアライメント光像の形成位置をアライメント光学系の撮像面に対応した座標系上において求め、この形成位置に基づき上記照射領域の基準面２１ａに対する傾斜角度を算定するものであり、本実施形態方法では以下の手順により行なわれる。
【００３３】
すなわち図３に示すように、面センサ４１（図１参照）の撮像面に対応した座標系上において、所定の閾値を超える光強度を測定した画素領域をアライメント光領域として、被検面光のアライメント光像６１および参照光のアライメント光像６３の位置を求める。
【００３４】
次に、被検面光のアライメント光像６１と参照光のアライメント光像６３との位置関係に基づき、被検面光のアライメント光像６１が参照光のアライメント光像６３と略重なるようにするために必要な、基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾斜角度調整量を算定する。なお、これらの演算は、上記干渉計装置１０では傾斜角度算定部５４においてなされる。
【００３５】
（領域別干渉縞発生手順）
この領域別干渉縞発生手順は、上記照射領域の基準面２１ａに対する傾斜角度が略０度となるように被検面２７ａの傾き姿勢を調整して、上記照射領域に対応した領域別干渉縞７１（図４参照）を発生させるものであり、本実施形態方法では以下の手順により行なわれる。なお図４において、実線で示された最外郭の矩形は上記撮像カメラ４５（図１参照）の撮像面に対応した画面領域７３を示し、仮想線で示された矩形は上記被検面２７ａ（図１参照）の測定対象領域全域８５を示している。また、実線の小さな矩形は、画面領域７３内に形成された開口部像７５（図１に示す開口部２６の像）を示している。
【００３６】
すなわち、上記傾斜角度算定手順において算定された上記傾斜角度調整量に基づき、被検面光のアライメント光像６１が参照光のアライメント光像６３と略重なるように基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢を調整して、図４に示すような領域別干渉縞７１を発生させる。この傾き調整は、上記干渉計装置１０においては、領域別干渉縞発生指示部５６からの指令によりドライバ５３から駆動信号が出力されてアクチュエータ３２が駆動され、このアクチュエータ３２によりスイベルステージ３１，３３が駆動されることにより実行される。また、傾き調整がなされる際、コントローラ５０からの指令によりドライバ５５から駆動信号が出力されてアクチュエータ３６が駆動され、このアクチュエータ３６によりＸＹステージ３５が駆動されることにより、傾き調整によって生じる被検面２７ａの基準面２１ａに対するＸＹ平面内の位置ずれが微調整される。
【００３７】
なお、本実施形態においては、被検面２７ａの傾き姿勢を調整した後に領域別干渉縞を得るにあたり、開口部２６を介在させたままの状態で図４に示すような結果を得ているが、被検面２７ａの傾き姿勢を調整した後に開口部２６（遮光板２５）を測定光の光束範囲から抜去し、開口部２６の仮想開口をコンピュータ内で作り出して測定対象全域８５の干渉縞データにマスクしてもよい。
【００３８】
（領域別縞解析手順）
この領域別縞解析手順は、上記領域別干渉縞７１に基づき、この領域別干渉縞７１に対応した照射領域の形状を求めるものであり、本実施形態方法では以下の手順により行なわれる。
【００３９】
すなわち、まず上記画面領域７３（図５参照）内において上記開口部像７５の形成位置を求め、この形成位置に基づき上記被検面２７ａにおける上記照射領域の位置範囲を求める。次に、フリンジスキャン測定を実施し、開口部像７５内に形成された領域別干渉縞７１の画像に基づいて照射領域の傾き姿勢調整後の形状を求め、この傾き姿勢調整後の形状データに対し上記傾斜角度調整量に基づく角度補正を行なうことにより、照射領域の傾き姿勢調整前の形状を求める。なお、上記干渉計装置１０では、これらの演算は領域別縞解析部５８においてなされる。
【００４０】
（開口部移動手順）
この開口部移動手順は、上記照射領域が被検面２７ａの略全域に亘って順次転位するように、かつ各照射領域の互いに隣接する部分が一部重なるように開口部２６を移動させるものであり、本実施形態方法では図５に例示する以下の手順により行なわれる。
【００４１】
まず図５に示す画面領域７３内において、上記測定対象全域８５の範囲を指定する。次に、画面領域７３内において、被検面２７ａの形状測定の起点となる最初の照射領域（図５では、測定対象全域８５の左上隅部を最初の照射領域としている）の位置を示す開口部像７５の中心８１の位置を求める。
【００４２】
次いで、図５に示す画面領域７３内において、最初の照射領域に対応した開口部像７５と隣接する部分に、この開口部像７５と等しい大きさの矩形枠８９を移動させた場合に、この矩形枠８９の一部が開口部像７５と重なるようにするために必要な移動距離を求める。そして、画面領域７３内において、この移動距離に等しい間隔の格子９１，９３（付番一部省略）を上記中心８１の位置を起点として縦横に設定し、上記測定対象全域８５内に位置する各格子９１，９３の交点９５（付番一部省略）を各照射領域の中心とする。
【００４３】
そして、測定対象全域８５内の各交点９５の位置に各照射領域（開口部像７５）の中心が転位するように開口部２６（図１参照）を順次移動させる。なお、本実施形態方法では、撮像カメラ４５の撮像面に対応した画面領域７３内において、開口部２６と対応する開口部像７５が、図５に矢線で示す移動順路７７に沿って転位するように、開口部２６を移動させている。また、上記干渉計装置１０においては、開口部移動制御部５２からの指令によりドライバ５１から駆動信号が出力されてアクチュエータ２４が駆動され、このアクチュエータ２４により透過型ＸＹステージ２３が駆動されることにより開口部２６の移動が実行される。
【００４４】
（被検面全域形状解析手順）
この被検面全域形状解析手順では、上記開口部移動手順により上記照射領域が転位する度に、上記傾斜角度算定手順、領域別干渉縞発生手順および領域別縞解析手順を実施して被検面２７ａの各領域別形状を順次求め、開口合成法によりこれら各領域別形状を繋ぎ合わせて被検面２７ａの測定領域内における略全域の形状を求める。
【００４５】
なお、本実施形態方法では、求められた領域別形状を順次繋ぎ合わせていく際に、繋ぎ合わされる領域間の基準面２１ａに対する相対的な傾斜角度の違いによる傾き補正を行なう。また、上記干渉計装置１０では、この被検面全域形状解析手順に関する指令および演算は被検面全域形状解析部６０においてなされる。
【００４６】
なお、開口部の形状やその移動順路は、被検面の形状等に応じて適宜設定することが可能である。例えば被検面が円形の場合には、開口部を扇型状に形成し、この開口部を被検面の領域中心を回転中心として回転移動させるようにしてもよい。また、以上説明した態様においては、測定光の照射領域がその隣接する領域に順次移動していくように設定されているが、照射領域が被検面の各部分領域を飛び飛びに転位し、いわゆるＮＴＳＣ方式の飛越走査の如く複数回の転位サイクルによって測定対象全域が走査されるようにしてもよい。
【００４７】
また、上述の干渉計装置１０はフィゾー型であるが、本発明はマイケルソン型等の等光路長型の干渉計装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る迂曲面測定用の干渉計装置の概略構成図
【図２】図１に示すコントローラの概略構成図
【図３】本発明方法の一実施形態に係る傾斜角度算定手順を示す図
【図４】本発明方法の一実施形態に係る領域別干渉縞画像を例示する図
【図５】本発明方法の一実施形態に係る開口部移動手順を示す図
【符号の説明】
【００４９】
１０      干渉計装置
１１      光源
１３      拡大レンズ
１５，１７      ビームスプリッタ
１５ａ，１７ａ      ハーフミラー面
１９      コリメータレンズ
２１      基準板
２１ａ    基準面
２３      透過型ＸＹステージ
２４，３２，３６      アクチュエータ
２５      遮光板
２６      開口部
２７      被検体
２７ａ    被検面
２９      載置ステージ
３１，３３      スイベルステージ
３５      ＸＹステージ
３７      設置盤
３９      結像レンズ
４１      面センサ
４３      撮影レンズ
４５      撮像カメラ
５０      コントローラ
５１，５３，５５      ドライバ
５２      開口部移動制御部
５４      傾斜角度算定部
５６      領域別干渉縞発生指示部
５７      画像表示装置
５８      領域別縞解析部
５９      入力装置
６０      被検面全域縞解析部
６１      被検面光のアライメント光像
６３      参照光のアライメント光像
７１      領域別干渉縞
７３      画面領域
７５      開口部像
７７      移動順路
８１      開口部像の中心
８５      測定対象全域
８９      矩形枠
９１，９３      格子
９５      格子の交点
【図１】
2005147870.tif 000003
【図２】
2005147870.tif 000004
【図３】
2005147870.tif 000005
【図４】
2005147870.tif 000006
【図５】
2005147870.tif 000007